無機實驗原理與思考題復(fù)習(xí)

1、試劑氯化鈉的制備實驗原理 較高純度的氯化鈉（例如試劑級和醫(yī)用級別）是由粗食鹽提純制備的。粗食鹽中含有泥沙和K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-和CO32-等雜質(zhì)。不溶性雜質(zhì)可用溶解和過濾除去。由于氯化鈉的溶解度隨溫度的變化很小，難以用重結(jié)晶的方法純化，需用化學(xué)方法進行離子分離，通過選用合適的試劑將Ca2+、Mg2+、Fe3+和SO42-等可溶性雜質(zhì)離子生成不溶性化合物而除去。具體方法是先在粗食鹽的飽和溶液中加入稍微過量的BaCl2，則 Ba2+SO42-BaSO4將溶液過濾，除去BaSO4沉淀。再在溶液中加入NaCO3溶液，則 Ca2+CO32-CaCO32Mg2+2CO32-+H2

2、O Mg(OH)2CO3+CO22Fe3+3CO32-+3H2O 2Fe(OH)3+3CO2Ba2+CO32-BaCO3過濾溶液，不僅除去Ca2+、Mg2+、Fe3+,還將前面過量的Ba2+一起除去。過量的Na2CO3用HCl中和后除去。其他少量可溶性雜質(zhì)（如KCl）和上述沉淀劑不起作用，但由于KCI的溶解度比NaCl大，將母液蒸發(fā)濃縮后，NaCl析出，而KCl留在母液中。思考題1， 在提純過程中，K+是在哪一步被除去的？蒸發(fā)濃縮，減壓過濾2， 為了得到跟高的產(chǎn)率，在蒸發(fā)濃縮時，有的同學(xué)直接把溶液蒸發(fā)至干，是否可行？為什么？否，K+未除去3， 在本實驗中鈣鎂離子的除去和鑒定為什么不使用同一種試

3、劑？鑒定和去除目的不同,鑒定的時候只要能檢驗處存在Ca2+、Mg2+就可以了,不需要考慮其他因素.并且鑒定時所使用的試劑與待測離子反應(yīng)很靈敏而除雜需要注意在除去Ca2+、Mg2+時不能引入新的雜質(zhì).而且加入的物質(zhì)不能與想要獲得物質(zhì)反應(yīng),即使發(fā)生反應(yīng)也應(yīng)能比較容易的復(fù)原才可以.4， 分析產(chǎn)率過高或過低的原因產(chǎn)率偏高：（1）除雜加試劑量多導(dǎo)致產(chǎn)率偏高（氯化鋇加多了,碳酸鈉就要多加,有氯化鈉生成；碳酸鈉多了,鹽酸就要多加,還有氯化鈉生成）（2）過濾濾紙有破損,有些雜質(zhì)就進入了濾液中,形成精鹽的質(zhì)量增加導(dǎo)致產(chǎn)率偏高（3）過濾后液體尚渾濁時,就進行蒸發(fā)水份,導(dǎo)致產(chǎn)率偏高（4）濾液高于濾紙邊緣,會使沒有過

4、濾的液體進入濾液,導(dǎo)致精鹽含有一定雜質(zhì)質(zhì)量增加,產(chǎn)率偏高（5）蒸發(fā)結(jié)晶時,看到晶體析出立即停止加熱,余熱沒有把精鹽干燥（含有水分）直接稱量產(chǎn)率偏高產(chǎn)率偏低：（1）溶解時加入的粗鹽過多,加入的水量不足,未完全溶解（過濾時除掉了）,導(dǎo)致產(chǎn)率偏低（2）溶解攪拌時液滴濺出,導(dǎo)致產(chǎn)率偏低（3）過濾過程中,液體濺出,導(dǎo)致產(chǎn)率偏低（4）蒸發(fā)時液滴飛濺有固體濺出,質(zhì)量有損耗導(dǎo)致產(chǎn)率偏低（5）將晶體轉(zhuǎn)移稱量時轉(zhuǎn)移過程質(zhì)量有損失導(dǎo)致產(chǎn)率偏低醋酸電離度和電離常數(shù)的測定實驗原理醋酸CH3COOH(簡寫為HAc)是一元弱酸，在溶液中存在下列電離平衡： 忽略水的電離，其電離常數(shù)：首先，一元弱酸的濃度是已知的，其次在一定溫

5、度下，通過測定弱酸的pH值，由pH = -lgH3O+, 可計算出其中的H3O+。對于一元弱酸，當(dāng)c/Ka 500時，存在下列關(guān)系式： 思考題1，在測定不同的醋酸溶液PH時，測定的順序為什么要由稀到濃？因為不可避免的PH記上要剩余少量已測溶液的殘留液,從稀到濃可以減少誤差 2，下列情況能否用近似公式求離解常數(shù)：Ka=c（H離子）的平方除以c（HAc）1.所測醋酸溶液濃度極稀能2.在醋酸溶液中加入一定量的NaAc固體不能3.在HAc中加入一定量的NaCl固體不能，往弱電解質(zhì)的溶液中加入與弱電解質(zhì)沒有相同離子的強電解質(zhì)時,由于溶液中離子總濃度增大,離子間相互牽制作用增強,使得弱電解質(zhì)解離的陰、陽離

6、子結(jié)合形成分子的機會減小,從而使弱電解質(zhì)分子濃度減小,離子濃度相應(yīng)增大,解離度增大,這種效應(yīng)稱為鹽效應(yīng).碘與碘離子平衡常數(shù)的測定、實驗原理碘溶于碘化物（如KI）溶液中，主要生成I3-，形成下列平衡： I2 + I- = I3- (1)其平衡常數(shù)K為 式中a、c、分別為活度、濃度和活度系數(shù)。在濃度不大的溶液中 故得 但是，要在KI溶液中用碘量法直接測出平衡時各物質(zhì)的濃度是不可能的，因為當(dāng)用Na2S2O3滴定I2時，（1）式平衡向左移動，直至I3-消耗完畢，這樣測得的I2量實際上是I2及I3-之和。為了解決這個問題，本實驗用溶有適量碘的四氯化碳和KI溶液混合振蕩，達成復(fù)相平衡。I-和I3- 不溶于

7、CCl4，而KI溶液中的I2不僅與水層中的I-, I3-成平衡，而且與CCl4中的I2也建立平衡，如圖所示。由于在一定溫度下達到平衡時，碘在四氯化碳層中的濃度和在水溶液中的濃度之比為一常數(shù)（分配系數(shù)）。 因此當(dāng)測定了碘在四氯化碳層的濃度后，便可通過預(yù)先測定的分配系數(shù)求出在KI溶液中的濃度。 而分配系數(shù)Kd可借助于I2在CCl4和純水中的分配來測定。 再分析KI溶液中的總碘量得CI2(KI溶液)+C I3-，減去CI2(KI溶液)即得C I3-。由于形成一個I3-要消耗一個I-，所以平衡時的濃度為：c=cI-°(即KI溶液中I-的原始濃度)-c I3-將C I2(CCl4)、C I3-

8、、C I-代入（3）式即得平衡常數(shù)K。思考題出現(xiàn)下列情況會對實驗有什么影響:1所取的碘的量不夠,2三只碘量瓶沒有充分振蕩,3吸清液時,不注意將沉在溶液底部或懸浮在溶液表面的少量固體碘帶入吸量管 優(yōu)質(zhì)解答 1、碘稱量量不夠會完全溶解,溶液沒有達到平衡2、振蕩不充分,溶液沒有完全混合均勻,下部飽和,上部沒有飽和,總體沒有達到平衡3、吸入固體會導(dǎo)致測定溶解碘的量增大4用碘量法測定時,為什么要在溶液變?yōu)榈S色時加入淀粉,而不能在滴定一開始就加入?因為淀粉與碘單質(zhì)顯色的原理是淀粉與碘形成包合物,一開始就加入淀粉,與淀粉作用的碘單質(zhì)比較多,反應(yīng)時不容易從包合物中釋放出來.在溶液變?yōu)榈S色時加入淀粉,可以有

9、效地減小誤差.化學(xué)反應(yīng)速率與活化能的測定實驗原理（NH4）2S2O8和KI在水溶液中發(fā)生如下反應(yīng)：S2O82-(aq)+ 3I-(aq) 2SO42- (aq)+ I3-(aq) （1）這個反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為= - = 式中： 反應(yīng)的平均反應(yīng)速率； 時間內(nèi)的濃度變化；， ，的起始濃度； 該反應(yīng)的速率系數(shù)； 反應(yīng)物，的反應(yīng)級數(shù)，為該反應(yīng)的總級數(shù)。為了測出在一定時間（）內(nèi)S2O82-的濃度變化，在混合(NH4)2S2O8和KI溶液的同時，加入一定體積的已知濃度的Na2S2O3溶液和淀粉，這樣在反應(yīng)（1）進行的同時，還有以下反應(yīng)發(fā)生：2S2O32- (aq) + I3(aq) S4O62-(aq)

10、 + 3I-(aq) （2）由于反應(yīng)（2）的速率比反應(yīng)（1）的大得多，由反應(yīng)（1）生成的I3會立即與S2O32-反應(yīng)生成無色的S4O62-和I-。這就是說，在反應(yīng)開始的一段時間內(nèi)，溶液呈無色，但當(dāng)Na2S2O3一旦耗盡，由反應(yīng)（1）生成的微量I3就會立即與淀粉作用，使溶液呈藍色。由反應(yīng)（1）和（2）的關(guān)系可以看出，每消耗1mol S2O82- 就要消耗2 mol 的S2O32-，即（S2O82-）= （S2O32-）由于在時間內(nèi)，S2O32-已全部耗盡，所以（S2O32-）實際上就是反應(yīng)開始時Na2S2O3的濃度，即（S2O32-）= （S2O32-）這里的（S2O32-）為Na2S2O3的起

11、始濃度。在本實驗中，由于每份混合液中Na2S2O3的起始濃度都相同，因而（S2O32-）也是相同的，這樣，只要記下從反應(yīng)開始到出現(xiàn)藍色所需要的時間（），就可以算出一定溫度下該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率：=按照初始速率法，從不同濃度下測得的反應(yīng)速率，即可求出該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)和，進而求得反應(yīng)的總級數(shù)（+），再由求出反應(yīng)的速率系數(shù)。 由Arrhenius方程得式中： 反應(yīng)的活化能； 摩爾氣體常數(shù)，= 8.314 J·mol-1·K-1 ; 熱力學(xué)溫度求出不同溫度時的值后，以對作圖，可得一直線，由直線的斜率可求得反應(yīng)的活化能。Cu2+可以加快(NH4)2S2O8與KI反應(yīng)的速率，Cu2+的

12、加入量不同，加快的反應(yīng)速率也不同。思考題,1，化學(xué)反應(yīng)速率 級數(shù)與活化能的測定的實驗中為什么要迅速加入Na2S2O8呢如果不是零級的反應(yīng),則反應(yīng)速率與起始濃度有關(guān),只有在盡可能短的時間內(nèi)把反應(yīng)物加入,才能盡可能的減少起始反應(yīng)物濃度在最初反應(yīng)時的不確定性,以減少測定誤差.2，如果實驗中先加(NH4)2S2O8溶液,最后加KI溶液,會對結(jié)果有什么影響?加入的(NH4)2S2O8溶液將先于溶液中的Na2S2O3反應(yīng)，因而減少溶液中Na2S2O3總量，當(dāng)最后加入KI后，(NH4)2S2O8與KI反應(yīng)生成的I2與Na2S2O3反應(yīng)的時間變短，結(jié)果造成反應(yīng)速度增大的假象，產(chǎn)生正誤差。3，為什么在實驗2,3

13、,4，5中，分別加入KNO3或硫酸銨溶液？保持體積相同，離子強度相同。 鐵（III）離子與磺基水楊酸配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定實驗原理磺基水楊酸可以與 Fe3+ 形成穩(wěn)定的配合物。配合物的組成隨溶液 pH 值的不同而改變。在 pH=23、49、911 時，磺基水楊酸與 Fe3+能分別形成三種不同顏色、不同組成的配離子。本實驗是測定pH=23 時所形成的紅褐色磺基水楊酸合鐵()配離子的組成及其穩(wěn)定常數(shù)。實驗中通過加入一定量的 HClO4 溶液來控制溶液的 pH 值。由于所測溶液中磺基水楊酸是無色的，F(xiàn)e+溶液的濃度很小，也可認為是無色的，只有磺基水楊酸合鐵()配離子(MRn)是有色的

14、。根據(jù)朗伯比耳定律 A=bc 可知，當(dāng)波長、溶液的溫度 T 及比色皿的厚度 b 均一定時，溶液的吸光度 A 只與有色配離子的濃度 c 成正比。通過對溶液吸光度的測定，可以求出配離子的組成思考題1，若入射的光不是單色光，能否測出配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)？答：不能，根據(jù)朗伯比耳定律 A=dc 可知，當(dāng)波長、溶液的溫度 T 及比色皿的厚度 d 均一定時，溶液的吸光度 A 只與有色配離子的濃度 c 成正比，當(dāng)改為復(fù)色光，消光系數(shù)不確定，故不能測出。2，實驗中能否用其他酸代替高氯酸？答：不能，高氯酸根配位性差，而硫酸根易形成不穩(wěn)定化合物。3，用等摩爾系列法測定配位離子組成時,為什么溶液中中心離子的物質(zhì)的量

15、與配位體的物質(zhì)的量比正好與配合物組成相同時,配合物的濃度最大答：說的是配合物的濃度最大,自然是中心離子和配位體物質(zhì)的量之比恰是配合物組成的時候了.如果其中某一項過量,只能按照量少的一項來計算配合物的濃度。氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡二、實驗原理         金屬間的置換反應(yīng)伴隨著電子的轉(zhuǎn)移，利用這類反應(yīng)可組裝原電池，如標(biāo)準銅鋅原電池。(-)ZnZnSO4(1mol·L-1)CuSO4(1mol·L-1)Cu (+)在原電池中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽a(chǎn)生電流，由于電池本身有內(nèi)電阻，用毫伏計所測的電壓

16、，只是電池電動勢的一部分（即外電路的電壓降）。可用pHS25型酸度計粗略地測量其電動勢。當(dāng)氧化劑和還原劑所對應(yīng)的電對的電極電勢相差較大時，通?？梢灾苯佑脴?biāo)準電極電勢E 來判斷,作為氧化劑電對對應(yīng)的電極電勢與作為還原劑電對對應(yīng)的電極電勢數(shù)值之差大于零，則氧化還原反應(yīng)就自發(fā)進行。也就是E 值大的氧化態(tài)物質(zhì)可以氧化E 值小的還原態(tài)物質(zhì)，或E 值小的還原態(tài)物質(zhì)可以還原E 值大的氧化態(tài)物質(zhì)。若兩者的標(biāo)準電極電勢代數(shù)值相差不大時，必須考慮濃度對電極電勢的影響。具體方法是利用Nernst 方程式： 計算出不同濃度的電極電勢值來說明氧化還原反應(yīng)的情況。若有H+ 或OH - 參加氧化還原反應(yīng)，還必須考慮pH值（

17、酸度）對電極電勢和氧化還原反應(yīng)的影響思考題1， 什么叫濃差電池？答：濃差電池，是由電池中存在濃度差而產(chǎn)生的電池，是指電池內(nèi)物質(zhì)變化僅是由一物質(zhì)由高濃度變成低濃度且伴隨著化學(xué)能變化轉(zhuǎn)變成電能的一類電池，2，影響氧化還原反應(yīng)的因素主要有哪些答：濃度、酸度3，介質(zhì)對高錳酸鉀的氧化性有何影響答：酸性介質(zhì)能明顯增強高錳酸鉀的氧化性MnO4-+8H+5e-=Mn2+4H2OE=E0+0.0592/5*lg(MnO4-H+8/Mn2+)因此當(dāng)H+發(fā)生變化,E也發(fā)生變化,H+越大,對數(shù)結(jié)果越大,E就越大。P區(qū)非金屬元素1，氯能從含碘離子的溶液中取代碘,碘又能從氯酸鉀溶液中取代氯,兩個反應(yīng)有無矛盾？答：沒有矛盾

18、第一個反應(yīng)氧化劑是氯氣,說明氧化性Cl2>I2,第二個反應(yīng)氧化劑是氯酸鉀,說明氧化性ClO3>IO3,還原性I2>Cl2,所以沒有矛盾。2， 長久放置的硫化氫、硫化鈉、亞硫酸鈉水溶液會發(fā)生什么變化?如何判斷變化情況?答：硫化氫、硫化鈉、都會變渾濁.因為硫離子還原性很強被氧氣氧化變?yōu)榱薙.亞硫酸鈉水溶液變?yōu)榱肆蛩徕c溶液,也是被氧氣氧化,不過沒有現(xiàn)象.可以加鹽酸酸化的氯化鋇看有沒有沉淀,有沉淀就有硫酸鈉.3， 硫代硫酸鈉溶液與硝酸銀溶液反應(yīng)時,為何有時為硫化銀沉淀？答：硫代硫酸銀不穩(wěn)定，遇光易分解,轉(zhuǎn)化為硫化銀沉淀.4， 為什么一般情況下不用硝酸作為酸性反應(yīng)介質(zhì)?硝酸與金屬反應(yīng)和

19、稀鹽酸與金屬反應(yīng)有何不同?答：硝酸是強氧化劑,他與金屬反應(yīng)時,金屬很快被氧化成最高價氧化物,同時自身被還原生成一種或多種氮的氧化物,然后金屬氧化物溶液中H離子反 應(yīng),體現(xiàn)出酸性.（這就是金屬與硝酸反應(yīng)不生成氫氣的原因）若以硝酸為酸性介質(zhì),他的強氧化性會干擾實驗結(jié)果.金屬與稀鹽酸反應(yīng)一般會先體現(xiàn)出氫離子的酸 性,生成氫氣和對應(yīng)的氯鹽5， NaH2PO4顯酸性,是否酸式鹽都顯酸性?為什么?舉例子不是酸式鹽都顯酸性,要看電離常數(shù)與水解常數(shù)的大小關(guān)系,如碳酸氫鈉也是酸式鹽,但是堿性的.6， 為什么硼酸是一元酸?在硼酸中,加入多羥基化合物后，溶液的酸度會如何變化？為什么?答：硼酸B(OH)3中的B價層只

20、有6個共用電子,未達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),還有一個空的2p價軌道,因此是缺電子化合物；在水中,B會利用其空的價軌道接受來自H2O中O上的孤電子對,由于水中O上電子被吸走,O必然從與之結(jié)合的H上吸引電子,導(dǎo)致H缺少電子,易以H(+)形式電離；（1）B(OH)3 + H2O = (HO)3B(OH)- + H+可以看出,硼酸在水中表現(xiàn)為一元酸.如果與多羥基化合物（即多元醇）反應(yīng),由于多元醇上有多個O,具有形成螯合物的能力,即形成配合物的能力強于H2O,所以與反應(yīng)（1）類似的反應(yīng)正向趨勢就大得多,酸性會增強.硫酸亞鐵銨的制備與測定實驗原理 硫酸亞鐵銨 (NH4)2SO4·FeSO4·

21、6H2O） 商品名為莫爾鹽，為淺藍綠色單斜晶體。一般亞鐵鹽在空氣中易被氧化，而硫酸亞鐵銨在空氣中比一般亞鐵鹽要穩(wěn)定，不易被氧化。Fe+H2SO4 = FeSO4+H2FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O = (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O用目視比色法可估計產(chǎn)品中所含雜質(zhì)Fe3+的量（思考題3）。Fe3+與SCN能生成紅色物質(zhì)Fe（SCN）2+，紅色深淺與Fe3+相關(guān)。將所制備的硫酸亞鐵銨晶體與KSCN溶液在比色管中配制成待測溶液，將它所呈現(xiàn)的紅色與含一定Fe3+量所配制成的標(biāo)準Fe（SCN）2+溶液的紅色進行比較，確定待測溶液中雜質(zhì)Fe3+的含量范圍，確定產(chǎn)品

22、等級1， 為什么硫酸亞鐵銨的制備放在錐形瓶中進行？ 答：防止溶液濺出，影響硫酸亞鐵銨的濃度。2為什么硫酸亞鐵銨溶液和硫酸亞鐵溶液要保持較強的酸性？ 答：抑制二價鐵的水解。3， 進行目視比色法時，為什么要用煮沸冷卻的蒸餾水來配置溶液？答：防止水中的氧氣將Fe2+氧化。4， 制備硫酸亞鐵銨時，為什么采用水浴加熱法？答：a，加快反應(yīng)速率。B，相比直接加熱，便于控制反應(yīng)溫度，防止溶液沸騰，使得Fe2+被氧化。三草酸合鐵酸鉀的制備和測定二、實驗原理（1）三草酸合鐵酸鉀的制備首先由硫酸亞鐵銨與草酸反應(yīng)制備草酸亞鐵：(NH4)2Fe(SO4)2 + 2H2OH2C2O4 = FeC2O4·2H2O

23、(NH4)2SO4 H2SO4然后在過量草酸根存在下，用過氧化氫氧化草酸亞鐵即可得到三草酸合鐵（）酸鉀，同時有氫氧化鐵生成：6FeC2O4·2H2O3H2O26K2C2O4 = 4K3Fe(C2O4)3 2Fe(OH)312H2O,加入適量草酸可使Fe(OH)3轉(zhuǎn)化為三草酸合鐵（）酸鉀配合物：2Fe(OH)33H2C2O43K2C2O4 = 2K3Fe(C2O4)3+ 6H2O（2）三草酸合鐵酸鉀的測定用高錳酸鉀標(biāo)準溶液在酸性介質(zhì)中滴定測得草酸根的含量。Fe3+ 含量可先用過量鋅粉將其還原為Fe2+ ，然后再用高錳酸鉀標(biāo)準溶液滴定而測得，其反應(yīng)式為 2MnO4-+5C2O42-+16H+2Mn2+10CO2+8H2O5Fe2+MnO4-+8H+5Fe3+M